專利名稱：光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種位置指示輸入設(shè)備，特別是指一種光學(xué)式位置指示輸入設(shè) 備，屬于電氣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
一般具有數(shù)據(jù)輸入功能且具有顯示畫面的電子裝置，例如移動(dòng)電話、計(jì)算機(jī)等，通 常設(shè)有位置指示輸入設(shè)備來方便用戶操控顯示畫面上的光標(biāo)或選項(xiàng)。現(xiàn)有的位置指示輸入 設(shè)備有光學(xué)式，例如光學(xué)鼠標(biāo)；及機(jī)械式，例如滾輪鼠標(biāo)、游戲桿、軌跡球、箭頭鍵等。由于光 學(xué)式位置指示輸入設(shè)備，相較于機(jī)械式位置指示輸入設(shè)備不會(huì)有機(jī)械磨耗的問題，也不會(huì) 有沾染灰塵而影響操控的困擾，使得光學(xué)鼠標(biāo)已經(jīng)成為目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用的主流，但是 光學(xué)鼠標(biāo)體積較大，所以移動(dòng)電話所用的位置指示輸入設(shè)備，仍以體積較小、可控制上下左 右四個(gè)方向的游戲桿或箭頭鍵較為普遍。然而，一般的光學(xué)鼠標(biāo)體積較大、占用空間且不方便攜帶，所以縮小光學(xué)鼠標(biāo)的體 積，有其使用需求。美國專利US6，057，540號揭露一種可安裝于鍵盤的光學(xué)式位置指示輸 入設(shè)備，包含一柱狀鏡片及設(shè)于柱狀鏡片底側(cè)的一 LED光源及一傳感器，LED光源與傳感器 間設(shè)一阻擋件，避免LED發(fā)射的光線直接射入傳感器，柱狀鏡片頂端可供手指在其上移動(dòng) 以指示位置。LED發(fā)射的光線藉由柱狀鏡片導(dǎo)引到達(dá)手指，光線被手指反射后再由柱狀鏡片 導(dǎo)引由傳感器接收，藉由傳感器接收手指移動(dòng)的影像，計(jì)算出位移方向及距離。此裝置雖可 作為鍵盤的一部份，但是其柱狀鏡片占有一定高度，無法滿足薄型接口的需求，而且光源經(jīng) 柱狀鏡片表面所反射的雜光，容易進(jìn)入傳感器造成噪聲。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決上述的技術(shù)問題，提供一種體積小、符合薄型化需求 且省電的光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備，包含一電路板、一發(fā)光組件、一偵測系統(tǒng)、一導(dǎo)光 組件、一成像透鏡及一可透光工作平臺。所述發(fā)光組件設(shè)于所述電路板上，并與所述電路板 電連接。所述偵測系統(tǒng)包含一影像傳感器及一位移量計(jì)算電路，與所述發(fā)光組件相間隔地 設(shè)于所述電路板上，并與所述電路板電連接。所述導(dǎo)光組件相鄰所述發(fā)光組件，具有一凹面 反射鏡。所述成像透鏡位于所述偵測系統(tǒng)上方。所述可透光工作平臺位于所述成像透鏡上 方，可供一被偵測物在其表面移動(dòng)。其中所述凹面反射鏡能將所述發(fā)光組件發(fā)射的光線反 射至所述成像透鏡上方之可透光工作平臺，再由所述被偵測物反射通過所述成像透鏡，將 所述被偵測物成像于所述偵測系統(tǒng)，藉由所述偵測系統(tǒng)得到所述被偵測物相對于所述工作 平臺的相對位移量。進(jìn)一步地，所述可透光工作平臺為一外蓋的一部份，所述外蓋設(shè)于所述電路板上， 與所述電路板共同界定一容室，且所述發(fā)光組件、所述偵測系統(tǒng)、所述導(dǎo)光組件及所述成像透鏡位于所述容室中。進(jìn)一步地，所述導(dǎo)光組件為一內(nèi)框架的一部份，且所述內(nèi)框架還包括一載臺及二 連接臂，所述二連接臂分別連接于所述載臺兩側(cè)并連接所述導(dǎo)光組件，且所述成像透鏡設(shè) 于所述載臺。進(jìn)一步地，所述光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備還包含一設(shè)于所述容室中的外框架，所 述外框架具有一介于所述發(fā)光組件與所述偵測系統(tǒng)間的不透光阻隔部，以阻擋所述發(fā)光組 件射出的光線直接射入所述偵測系統(tǒng)。進(jìn)一步地，所述外框架還具有一介于所述可透光工作平臺與所述成像透鏡間的孔 徑光欄，并與所述成像透鏡相對應(yīng)。進(jìn)一步地，所述外框架還具有一形狀與所述內(nèi)框架相配合的框體部，使所述外框 架套設(shè)于所述內(nèi)框架外，且所述阻隔部與所述框體部共同包圍所述偵測系統(tǒng)及所述載臺。進(jìn)一步地，所述外蓋套設(shè)于所述外框架外。進(jìn)一步地，所述可透光工作平臺與偵測系統(tǒng)之間設(shè)有用于濾除雜散光的濾光片。進(jìn)一步地，所述導(dǎo)光組件的凹面反射鏡，其凹面形狀為橢圓球面的一部份，且所述 發(fā)光組件位于所述橢圓球面之一焦點(diǎn)，而所述成像透鏡正上方的所述可透光工作平臺的區(qū) 域位于所述橢圓球面之另一焦點(diǎn)?；蛘?，所述導(dǎo)光組件的凹面反射鏡，其凹面形狀由一組小 面積的凹面反射鏡組成。本實(shí)用新型的有益效果主要體現(xiàn)在整體的體積小，可符合薄型化的需求，且藉由 導(dǎo)光組件的凹面反射鏡提高光線利用率、節(jié)省電能。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說明

圖1 本實(shí)用新型光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備的較佳實(shí)施例的立體分解示意圖。圖2 圖1組合后的俯視圖。圖3 沿圖2中的III-III直線所取的剖視圖。圖4 本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的光線反射路徑示意圖，其中部分組件已被移除。圖5 本實(shí)用新型光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備的凹面反射鏡的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示 意圖。其中[0023]1電路板5 外框架[0024]2發(fā)光組件51 框體部[0025]3偵測系統(tǒng)52阻隔部[0026]4內(nèi)框架53孔徑光欄[0027]41導(dǎo)光組件6外蓋[0028]411凹面反射鏡61容室[0029]411'凹面反射鏡62可透光工作平臺[0030]42載臺7軟性電路板[0031]43連接臂9被偵測物[0032]44成像透鏡具體實(shí)施方式
有關(guān)本實(shí)用新型之前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考圖式之一 較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。參閱圖1、圖2與圖3，本實(shí)用新型光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備之一較佳實(shí)施例包含 一電路板1、一發(fā)光組件2、一偵測系統(tǒng)3、一內(nèi)框架4、一外框架5、一外蓋6及一軟性電路板 7。發(fā)光組件2設(shè)于電路板1上，并與電路板1電連接，用以產(chǎn)生光源，以照射一被偵 測物9(參閱圖4)。偵測系統(tǒng)3與發(fā)光組件2相間隔地設(shè)于電路板1上，并與電路板1電連 接，且包含用以接收被偵測物9的影像之一影像傳感器(圖中未標(biāo)示)，及一用以計(jì)算被偵 測物9的位移量之一位移量計(jì)算電路(圖中未標(biāo)示)。在本實(shí)施例中，發(fā)光組件2為發(fā)光二 極管(LED)，其亦可為雷射二極管。影像傳感器可包含電荷耦合組件(CCD)或互補(bǔ)性金屬氧 化半導(dǎo)體(CMOS)傳感器數(shù)組。內(nèi)框架4包括一導(dǎo)光組件41、一載臺42、二連接臂43及一成像透鏡44。導(dǎo)光組件 41相鄰發(fā)光組件2，具有一凹面反射鏡411。載臺42位于偵測系統(tǒng)3上方，二連接臂43分 別連接于載臺42兩側(cè)并連接導(dǎo)光組件41，成像透鏡44設(shè)于載臺42而位于偵測系統(tǒng)3上方。外框架5具有一形狀與內(nèi)框架4相配合的框體部51，使外框架5套設(shè)于內(nèi)框架4 外，外框架5還具有一介于發(fā)光組件2與偵測系統(tǒng)3間的不透光阻隔部52，且阻隔部52與 框體部51共同包圍偵測系統(tǒng)3及載臺42，用以阻擋發(fā)光組件2射出的光線直接射入偵測系 統(tǒng)3。此外，外框架5還具有一孔徑光欄53，為穿設(shè)于阻隔部52之一倒錐形穿孔，并與成像 透鏡44相對應(yīng)。在本實(shí)施例中，外框架5整體不透光。外蓋6為透光材質(zhì)制成，套設(shè)于外框架5外并設(shè)于電路板1上，與電路板1共同界 定一容室61，且具有一可透光工作平臺62。發(fā)光組件2、偵測系統(tǒng)3、內(nèi)框架4及外框架5 位于容室61中?？赏腹夤ぷ髌脚_62位于成像透鏡44上方，可供被偵測物9在其表面移動(dòng) 以指示位置，被偵測物9可例如手指。在工作平臺62處，被偵測物9能將由凹面反射鏡411 反射的光線再反射通過成像透鏡44，而被偵測系統(tǒng)3接收。軟性電路板7電連接電路板1，可方便與外部電路之連接器電連接。發(fā)光組件2、偵測系統(tǒng)3、內(nèi)框架4、外框架5及外蓋6配置的位置，使發(fā)光組件2射 出的光線可藉由導(dǎo)光組件41的凹面反射鏡411反射出可透光工作平臺62，當(dāng)被偵測物9在 可透光工作平臺62移動(dòng)時(shí)，被偵測物9可將光線反射通過孔徑光欄53及成像透鏡44，而 成像于偵測系統(tǒng)3，藉由偵測系統(tǒng)3的影像傳感器測得被偵測物9影像，再由位移量計(jì)算電 路計(jì)算得到被偵測物9的位移量。而且，藉由阻隔部52可阻擋發(fā)光組件2射出的光線直接 射入偵測系統(tǒng)3，避免產(chǎn)生噪聲。參閱圖4，凹面反射鏡411的設(shè)計(jì)主要能將發(fā)光組件2射 出的光線反射出可透光工作平臺62位于偵測系統(tǒng)3上方的區(qū)域，以使光線能由被偵測物9 反射，且能被偵測系統(tǒng)3接收，而藉由凹面反射鏡411提高光線利用率，節(jié)省電能，并且可符 合薄型化的需求，特別適用于可攜式電子裝置，尤其是移動(dòng)電話；更佳地，導(dǎo)光組件41的凹 面反射鏡411，其凹面形狀可設(shè)計(jì)為為橢圓球面的一部份，且發(fā)光組件2位于所述橢圓球面 之一焦點(diǎn)，而成像透鏡44正上方的可透光工作平臺62的區(qū)域位于所述橢圓球面之另一焦點(diǎn)，藉此可增加光線的利用率；或者，導(dǎo)光組件41的凹面反射鏡411’(參閱圖5)，其凹面形 狀可設(shè)計(jì)為由一組多數(shù)個(gè)小面積的凹面反射鏡組成，可增加光線的利用率及均勻性。此外， 可依據(jù)所使用的發(fā)光組件2發(fā)光的波長，在介于工作平臺62與偵測系統(tǒng)3之間的成像光路 上，設(shè)置對應(yīng)發(fā)光組件2之發(fā)光波長的濾光片(圖中未標(biāo)示)，藉由濾光片使發(fā)光組件2的 光波通過，并濾除其他波長的雜散光，藉以提高訊號的質(zhì)量。濾光片可以另外設(shè)置在工作平 臺62與成像透鏡44間，或在成像透鏡44與偵測系統(tǒng)3間，或是將工作平臺62或成像透鏡 44直接利用可濾光的材質(zhì)制作，皆可達(dá)到濾光的效果。在本實(shí)施例中，內(nèi)框架4、外框架5及外蓋6由射出成形方式制成，而導(dǎo)光組件41 的凹面反射鏡411、411’系于塑料材料成形后，再于凹面的表面鍍上金屬層所制成。組裝時(shí)， 先將發(fā)光組件2及偵測系統(tǒng)3焊接于已與軟性電路板7電連接的電路板1上，再將內(nèi)框架 4與外框架5組裝在一起，并安裝于電路板1，最后套上外蓋6即可。綜上所述，本實(shí)用新型光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備，整體的體積小可符合薄型化的 需求，且藉由凹面反射鏡411、411’提高光線利用率，節(jié)省電能，適用于可攜式電子裝置，尤 其是移動(dòng)電話，故確實(shí)能達(dá)成本實(shí)用新型之目的。盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員將意識到，在不脫離由所附的權(quán)利要求書公開的本實(shí)用新型的范圍和精神的情況 下，各種改進(jìn)、增加以及取代是可能的。
權(quán)利要求一種光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備，包括一電路板；一發(fā)光組件，設(shè)于所述電路板上，并與所述電路板電連接；一偵測系統(tǒng)，包含一影像傳感器及一位移量計(jì)算電路，與所述發(fā)光組件相間隔地設(shè)于所述電路板上，并與所述電路板電連接；其特征在于還包括一成像透鏡，位于所述偵測系統(tǒng)上方；一可透光工作平臺，位于所述成像透鏡上方，可供一被偵測物在其上表面移動(dòng)，所述偵測系統(tǒng)可得到該被偵測物相對于所述工作平臺的相對位移量；及一導(dǎo)光組件，相鄰于所述發(fā)光組件，所述導(dǎo)光組件至少具有一可將所述發(fā)光組件發(fā)射的光線反射出所述可透光工作平臺的凹面反射鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備，其特征在于所述可透光工作平 臺為一外蓋的一部份，所述外蓋設(shè)于所述電路板上，與所述電路板共同界定一容室，且所述 發(fā)光組件、所述偵測系統(tǒng)、所述導(dǎo)光組件及所述成像透鏡位于所述容室中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備，其特征在于所述導(dǎo)光組件為一 內(nèi)框架的一部份，且所述內(nèi)框架還包括一載臺及二連接臂，所述二連接臂分別連接于所述 載臺兩側(cè)并連接所述導(dǎo)光組件，且所述成像透鏡設(shè)于所述載臺。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備，其特征在于還包含一設(shè)于所述 容室中的外框架，所述外框架具有一介于所述發(fā)光組件與所述偵測系統(tǒng)間的不透光阻隔 部，以阻擋所述發(fā)光組件射出的光線直接射入所述偵測系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備，其特征在于所述外框架還具有 一介于所述可透光工作平臺與所述成像透鏡間的孔徑光欄，并與所述成像透鏡相對應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備，其特征在于所述外框架還具有 一形狀與所述內(nèi)框架相配合的框體部，使所述外框架套設(shè)于所述內(nèi)框架外，且所述阻隔部 與所述框體部共同包圍所述偵測系統(tǒng)及所述載臺。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備，其特征在于所述外蓋套設(shè)于所 述外框架外。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備，其特征在于所述可透光工作平 臺與偵測系統(tǒng)之間設(shè)有用于濾除雜散光的濾光片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的任意一種光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備，其特征在于所述 導(dǎo)光組件的凹面反射鏡，其凹面形狀為橢圓球面的一部份，且所述發(fā)光組件位于所述橢圓 球面之一焦點(diǎn)，而所述成像透鏡正上方的所述可透光工作平臺的區(qū)域位于所述橢圓球面之 另'"焦點(diǎn)ο
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的任意一種光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備，其特征在于所述 導(dǎo)光組件的凹面反射鏡，其凹面形狀由一組小面積的凹面反射鏡組成。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種光學(xué)式位置指示輸入設(shè)備，包括一電路板；一發(fā)光組件，設(shè)于所述電路板上，并與所述電路板電連接；一偵測系統(tǒng)，與所述發(fā)光組件相間隔地設(shè)于所述電路板上，并與所述電路板電連接；一成像透鏡，位于所述偵測系統(tǒng)上方；一可透光工作平臺，位于所述成像透鏡上方，可供一被偵測物在其上表面移動(dòng)；及一導(dǎo)光組件，相鄰于所述發(fā)光組件，所述導(dǎo)光組件至少具有一可將所述發(fā)光組件發(fā)射的光線反射出所述可透光工作平臺的凹面反射鏡。本實(shí)用新型的有益效果主要體現(xiàn)在整體的體積小，可符合薄型化的需求，且藉由導(dǎo)光組件的凹面反射鏡提高光線利用率、節(jié)省電能。
文檔編號G06F3/033GK201662787SQ20102016645
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者張宗閔, 李宏德 申請人:晶遠(yuǎn)光學(xué)工程股份有限公司